赤峰地區(qū)谷子主栽品種主要性狀比較分析

賴佳成 王偉平 王宇 李雪 劉暢 相吉山

摘 要：內(nèi)蒙古赤峰市是我國谷子產(chǎn)業(yè)發(fā)展核心區(qū)，目前主栽谷子品種較多。本研究對赤峰地區(qū)19個(gè)谷子主栽品種的主要性狀進(jìn)行比較分析，結(jié)果表明，這些品種農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀的平均值為，生育期112.53d，分蘗數(shù)1.72個(gè)，主莖長度143.10cm，主莖直徑7.63mm，主莖節(jié)數(shù)11.46個(gè)，穗下節(jié)間長度31.13cm，旗葉長度36.82cm，旗葉寬度3.04cm，主穗長度21.24cm，主穗直徑23.39mm，主穗重25.08g，主穗粒數(shù)6876.57粒，主穗粒重20.15g，出谷率78.36%，千粒重2.87g。方差分析表明，這些品種的分蘗數(shù)、旗葉寬度的差異不顯著;其他性狀的差異均達(dá)到顯著水平。其中，赤谷5號生育期最長，主莖節(jié)數(shù)、穗下節(jié)間長度、主穗重、主穗粒數(shù)、主穗粒重、出谷率、千粒重最小;赤谷8號生育期最短，主莖長度、主莖直徑、主莖節(jié)數(shù)、出谷率最大;赤谷10號旗葉長度、主穗直徑、主穗重、主穗粒重最大;赤谷4號主莖節(jié)數(shù)最多;赤谷K2主穗長度最長;豫谷18主穗粒數(shù)最多;紅苗壓破車千粒重最大。總體而言，赤峰地區(qū)對谷子品種生育期的選擇較嚴(yán)格，且生育期對產(chǎn)量的影響較大;19個(gè)主栽品種總體表現(xiàn)優(yōu)良，個(gè)別品種的部分性狀較好，是該區(qū)谷子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要品種資源保障。

關(guān)鍵詞：谷子;農(nóng)藝性狀;產(chǎn)量性狀;方差分析

中圖分類號：Q945 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?文章編號：1673-260X（2021）05-0021-05

谷子（去殼后叫小米）比高粱、玉米等作物具有更高的水分利用率[1，2]，適宜在干旱貧瘠的土壤上種植，具有良好的穩(wěn)產(chǎn)性[3]，是旱作農(nóng)業(yè)的理想作物。內(nèi)蒙古赤峰地區(qū)是我國典型的半干旱區(qū)[4]，適合發(fā)展旱作農(nóng)業(yè)[5]。2001-2003年，在赤峰市敖漢旗興隆溝發(fā)掘的碳化粟（谷子）和黍（糜子）粒距今已有8000多年的歷史，從而證明敖漢旗是世界谷子發(fā)源地之一[6]，是世界旱作農(nóng)業(yè)系統(tǒng)重要文化遺產(chǎn)地[7]，也是“世界小米之鄉(xiāng)”[8]和“全國最大優(yōu)質(zhì)谷子生產(chǎn)基地”[9]，是我國谷子產(chǎn)業(yè)發(fā)展核心區(qū)。

近年來，隨著敖漢旗谷子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，赤峰谷子產(chǎn)業(yè)日益興起，已形成擁有300多萬畝優(yōu)質(zhì)谷子生產(chǎn)基地、年產(chǎn)小米9.7億斤的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，區(qū)域影響力不斷擴(kuò)大。2016年，赤峰小米被國家農(nóng)業(yè)部認(rèn)定為農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志產(chǎn)品;2017年，赤峰小米榮獲全國唯一最具影響力農(nóng)產(chǎn)品區(qū)域公用品牌獎(jiǎng)（神農(nóng)杯）;2018年，赤峰小米獲國家工商總局地理標(biāo)志證明商標(biāo);2019年，赤峰小米被國家九部委評定為中國特色農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)勢區(qū);2020年，赤峰小米列入自治區(qū)首批“蒙字標(biāo)”內(nèi)蒙古品牌。

目前，支撐赤峰地區(qū)谷子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要品種有黃金苗、紅谷子、毛毛谷、崗臺大金苗等農(nóng)家品種，和“峰紅谷”系列、“峰谷”系列、“赤谷”系列、“金苗”系列、“敖谷”系列等選育品種，以及“張雜”系列、“晉谷”系列、“豫谷”系列等引進(jìn)品種。劉斌等[10]對赤峰地區(qū)“赤谷系列”谷子品種的9個(gè)主要農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)、相關(guān)性和主成分進(jìn)行分析;林在隆等[11]對以引進(jìn)品種為主的21個(gè)谷子品種在赤峰地區(qū)的產(chǎn)量及性狀進(jìn)行分析;相吉山等[12]從春播特早熟區(qū)、春播中熟區(qū)、春播晚熟區(qū)引進(jìn)435個(gè)谷子品種在赤峰地區(qū)進(jìn)行表型鑒定及比較分析，對495 個(gè)不同產(chǎn)區(qū)谷子品種（系）在赤峰地區(qū)的農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析[13];徐峰等[14]對不同來源的115個(gè)谷子品種（系）在敖漢旗進(jìn)行田間種植鑒定，并對產(chǎn)量及表型性狀進(jìn)行分析。上述這些研究大多是針對引進(jìn)品種開展的研究。本研究對赤峰地區(qū)谷子主栽品種的主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀進(jìn)行比較分析，探討各品種的性狀特征，為指導(dǎo)當(dāng)?shù)毓茸佑N、生產(chǎn)及促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

2019年，從赤峰地區(qū)收集谷子主栽品種19個(gè)。

1.2 試驗(yàn)方法

2019、2020年連續(xù)兩年在赤峰學(xué)院農(nóng)業(yè)科技試驗(yàn)示范基地種植供試品種，田間排列采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每材料重復(fù)3次，每重復(fù)5行，行長4.0m，行距0.5m，株距0.05m。試驗(yàn)地土壤為栗鈣土，土壤肥力中等，灌溉條件為溝灌，分別在播種前、抽穗后各澆水一次，其他田間管理同當(dāng)?shù)卮筇铩?/p>

1.3 性狀考察

播種后，田間記載出苗期、成熟期，并計(jì)算生育期。成熟后，每重復(fù)中間行隨機(jī)連續(xù)選10株，田間調(diào)查分蘗數(shù)、主莖長度、主莖直徑、主莖節(jié)數(shù)、穗下節(jié)間長度、旗葉長度、旗葉寬度;收獲樣株，室內(nèi)調(diào)查主穗長度、主穗直徑、主穗重、主穗粒重、千粒重，并計(jì)算主穗粒數(shù)和出谷率。所有性狀考察均按照《谷子農(nóng)藝性狀形態(tài)特征鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[15]進(jìn)行。

主穗粒數(shù)=主穗粒重/千粒重×1000;出谷率=主穗粒重/主穗重×100。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

用Excel 2010軟件進(jìn)行初步統(tǒng)計(jì)，用SAS 8.0軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 參試品種的總體表現(xiàn)

參試品種主要性狀如表1所示。從表1可以看出，參試品種的生育期平均為112.53±4.57d，分蘗數(shù)平均為1.72±0.55個(gè)，主莖長度平均為143.10±16.18cm，主莖直徑平均為7.63±0.76mm，主莖節(jié)數(shù)平均為11.46±1.18個(gè)，穗下節(jié)間長度平均為31.13±5.16cm，旗葉長度平均為36.82±5.53cm，旗葉寬度平均為3.04±0.48cm，主穗長度平均為21.24±3.66cm，主穗直徑平均為23.39±4.62mm，主穗重平均為25.08±8.80g，主穗粒數(shù)平均為6876.57±2428.30粒，主穗粒重平均為20.15±8.24g，出谷率平均為78.36±10.24%，千粒重平均為2.87±0.58g。從變異系數(shù)來看，參試品種各性狀的變異系數(shù)大小依次為：主穗粒重>主穗粒數(shù)>主穗重>分蘗數(shù)>千粒重>主穗直徑>主穗長度>穗下節(jié)間長度>旗葉寬度>旗葉長度>出谷率>主莖長度>主莖節(jié)數(shù)>主莖直徑>生育期?？傮w而言，產(chǎn)量性狀的變異系數(shù)較大，遺傳較豐富;生育期的變異系數(shù)較小，遺傳較狹窄。

2.2 參試品種的農(nóng)藝性狀比較分析

參試品種主要農(nóng)藝性狀方差分析如表2所示。從表2可以看出，參試品種的分蘗數(shù)、旗葉寬度的差異不顯著;生育期、主莖長度、主莖直徑、主莖節(jié)數(shù)、穗下節(jié)間長度的差異達(dá)到極顯著水平;旗葉長度的差異達(dá)到顯著水平。其中，赤谷5號的生育期極顯著最大，赤谷K2、赤谷4號、赤谷8號的生育期極顯著最小;赤谷8號的主莖長度極顯著最大，赤谷K1、豫谷18、赤優(yōu)金谷、矮88-1、紅苗壓破車的主莖長度極顯著最小;赤谷8號的主莖直徑極顯著最大，峰紅谷的主莖直徑極顯著最小;赤谷4號、赤谷8號的主莖節(jié)數(shù)極顯著最大，峰紅4號、赤谷K2、赤優(yōu)金谷、赤谷5號、紅苗壓破車的主莖節(jié)數(shù)極顯著最小;峰紅谷的穗下節(jié)間長度極顯著最大，赤谷5號的穗下節(jié)間長度極顯著最小;赤谷10號的旗葉長度顯著最大，赤谷17號的旗葉長度顯著最小?？傮w來看，赤谷8號的生育期短，主莖長度、主莖直徑、主莖節(jié)數(shù)最大;赤谷5號的生育期長，主莖節(jié)數(shù)、穗下節(jié)間長度最小;赤谷4號的主莖節(jié)數(shù)最多;赤谷10號的旗葉長度最長。

2.3 參試品種的產(chǎn)量性狀比較分析

參試品種主要產(chǎn)量性狀方差分析如表3所示。從表3可以看出，參試品種產(chǎn)量性狀的差異均達(dá)到極顯著水平。其中，赤谷K2的主穗長度極顯著最大，紅苗壓破車的主穗長度極顯著最小;赤谷10號的主穗直徑極顯著最大，峰紅4號的主穗直徑極顯著最小;赤谷10號的主穗重、主穗粒重極顯著最大，赤谷5號的主穗重、主穗粒重極顯著最小;豫谷18的主穗粒數(shù)極顯著最大，赤谷5號的主穗粒數(shù)極顯著最小;赤谷8號的出谷率極顯著最大，赤谷5號的出谷率極顯著最小;紅苗壓破車的千粒重極顯著最大，赤谷5號的千粒重極顯著最小?？傮w來看，赤谷K2的主穗長度最長，豫谷18的主穗粒數(shù)最多，赤谷8號的出谷率最高，赤谷10號的主穗直徑、主穗重、主穗粒重最大，紅苗壓破車的千粒重最大，而赤谷5號的大部分產(chǎn)量性狀均較低。

3 討論

3.1 赤峰地區(qū)對谷子品種生育期的選擇較嚴(yán)

王殿瀛等[16]根據(jù)與谷子適應(yīng)性有關(guān)的生態(tài)因子，將我國谷子主產(chǎn)區(qū)劃分為春播特早熟區(qū)（Ⅰ，分2個(gè)亞區(qū)）、春播早熟區(qū)（Ⅱ，分2個(gè)亞區(qū)）、春播中熟區(qū)（Ⅲ，分2個(gè)亞區(qū)）、春播晚熟區(qū)（Ⅳ，分3個(gè)亞區(qū)）、夏谷區(qū)（Ⅴ，分2個(gè)亞區(qū)）等5個(gè)生態(tài)區(qū)11個(gè)亞區(qū)。刁現(xiàn)民等[17]按照具體生態(tài)區(qū)，將全國谷子主產(chǎn)區(qū)劃分為華北夏谷區(qū)、西北春谷早熟區(qū)、西北春谷中晚熟區(qū)、東北春谷區(qū)4個(gè)生態(tài)區(qū)。相吉山等[13]研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)蒙古自治區(qū)屬于春播中熟區(qū)，谷子品種生育期在110-120d之間。本研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)蒙古赤峰地區(qū)谷子主栽品種的生育期在108-128d之間，平均為112.53d，且生育期的變異系數(shù)較低。說明赤峰地區(qū)對谷子生育期的控制較嚴(yán)格，育種過程中對谷子品種的生育期進(jìn)行了嚴(yán)格的選擇。

3.2 生育期對赤峰地區(qū)谷子產(chǎn)量的影響較大

谷子產(chǎn)量是多個(gè)性狀和環(huán)境條件共同作用的結(jié)果，產(chǎn)量構(gòu)成相關(guān)因素關(guān)系復(fù)雜[18-21]。谷子的產(chǎn)量構(gòu)成三要素為畝穗數(shù)、穗粒數(shù)、粒重[22]。已有研究發(fā)現(xiàn)，不同地區(qū)、不同品種的產(chǎn)量主效因子不同[10，23-26]。相吉山等[13]研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)蒙古自治區(qū)谷子品種的生育期與產(chǎn)量呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，主穗重、主穗粒重與產(chǎn)量均呈極顯著正相關(guān)，與西北春谷中晚熟區(qū)谷子[27]的結(jié)果一致。徐峰等[14]研究發(fā)現(xiàn)，赤峰地區(qū)谷子的生育期對產(chǎn)量起決定性作用。本研究發(fā)現(xiàn)，赤谷8號生育期短（108d），主莖長度、主莖直徑、主莖節(jié)數(shù)、出谷率最大;赤谷10號生育期適中（115d），主穗直徑、主穗重、主穗粒重最大;紅苗壓破車的生育期適中（114d），千粒重最大;赤谷5號生育期長（128d），主莖節(jié)數(shù)、穗下節(jié)間長度、主穗重、主穗粒數(shù)、主穗粒重、出谷率、千粒重最小。說明生育期對赤峰地區(qū)谷子產(chǎn)量的影響較大，該區(qū)谷子品種的最佳生育期范圍為108-115d。

3.3 各性狀表現(xiàn)優(yōu)良品種可作為谷子育種及生產(chǎn)的重要品種資源

在一定的條件下，株高是影響谷子產(chǎn)量的關(guān)鍵因素[28]。矮稈品種雖然具有較強(qiáng)的抗倒伏性，但是株高過矮會降低生物量，約束產(chǎn)量的提升。相吉山等[13]研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)量高于赤峰地區(qū)對照品種（赤谷4號）的谷子品種的平均株高為133.75cm，本研究中7個(gè)谷子品種的株高低于133.75cm。近年來，隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度的提高，選育適宜機(jī)收的品種已成為谷子育種的重要方向。黃瑞等[29]研究發(fā)現(xiàn)，穗下節(jié)間長度介于20～30cm的谷子品種最適宜機(jī)械化收割，本研究中7個(gè)品種的穗下節(jié)間長度介于20～30cm。徐峰等[14]研究發(fā)現(xiàn)，赤峰地區(qū)谷子品種的主穗粒數(shù)對產(chǎn)量起決定性作用，本研究中豫谷18的穗粒數(shù)極顯著最多。相吉山等[13]研究發(fā)現(xiàn)，赤峰地區(qū)谷子品種的主穗重、主穗粒重與產(chǎn)量均呈極顯著正相關(guān)，且主穗粒重決定產(chǎn)量較高的變異，本研究中赤谷10號的主穗重和主穗粒重均極顯著最高。這些品種可作為赤峰地區(qū)谷子育種及生產(chǎn)的重要品種資源，應(yīng)加以重點(diǎn)利用。

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